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INSTITUTO DE ENERGIA ATÔMICA SECRETARIA DA CULTURA, CIÊNCIA E TECNOLOGIA AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DETERMINAÇÃO DE IODO-131 E TÓRIO EM URINA Rute Miwa Tomida Dissertação apresentada ao Instituto de Energia Atómica como parte dos requisitos para obtenção do grau de "Mestre - Area da Tecnologia Nuclear". Orientador: Prof. Dr. José Carlos Barberio São Paulo 1978
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INSTITUTO DE ENERGIA ATÔMICA SECRETARIA DA CULTURA, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
DETERMINAÇÃO DE IODO-131 E TÓRIO EM URINA
Rute Miwa Tomida
Dissertação apresentada ao Instituto de Energia Atómica como parte dos requisitos para obtenção do grau de "Mestre - Area da Tecnologia Nuclear".
Orientador: Prof. Dr. José Carlos Barberio
São Paulo 1978
INSTITUTO DE ENERGIA ATÓMICA
Secretaria da Cultura, Ciencia e Tecnologia
Autarquia Associada ã Universidade de São Paulo
D E T E R M I N A Ç Ã O D E I O D O - 1 3 1 E T O R I O E M U R I N A
RUTE MIWA TOMIDA
Dissertação apresentada ao INSTITUTO de ENERGIA ATÔMICA como parte dos
requisitos para obtenção do grau de "Mestre-Area Tecnologia Nuclear"
Orientador: Prof. Dr. José Carlos Barbério
São Paulo - 1978
n
A meus -pais
e
irmãs
Ao Frof. Vr. José Carlos Barbério,
minha gratidão
AGRADECIMENTOS
Aos amigos, -pelo carinho, incentivo e colaboração
Ao Instituto de Energia Atómica, pela oportunidade
Aos colegas do Centro de Proteção Radiológica e Dosimetria, pelo apoio e
colaboração
Áo Pessoal do Centro de Engenharia Química, por permitirem o uso de seus
laboratórios e equipamentos para a realização da parte experimental
deste trabalho
A Laborclinica, pelas facilidades oferecidas para a realização dos tra
balhos datilogrãficos
SUMARIO
n
R E S U M O
A B S T R A C T
P A G I N A
1. I N T R O D U Ç Ã O . . ................. 1
1.1. A N A L I S E R A D I O T O X I C O L O G I C A E M P R O T E Ç Ã O R A D I O L Ó G I C A 3
1 . 1 . 1 . A M O S T R A S B I O L Ó G I C A S E M A N A L I S E S R A D I O T O X I C O L O G I C A S . . 5
1 . 1 . 2 . M É T O D O S A N A L T T I C O S 6
1.2. I M P O R T A N C I A D O S R A D I O E L E M E N T O S S E L E C I O N A D O S 7
1 . 2 . 1 . I O D O - 1 3 1 7
1 . 2 . 2 . T O R I O 8
2. C A R A C T E R Í S T I C A S E P R O P R I E D A D E S . . . . . 11
2 . 1 . I O D O - 1 3 1 11
2 . 1 . 1 . C A R A C T E R Í S T I C A S Q U Í M I C A S 11
2 . 1 . 2 . C A R A C T E R Í S T I C A S R A D I O A T I V A S 12
2 . 1 . 3 . M E T A B O L I S M O 14
2 . Í . 4 . T O X I C I D A D E 1 9
2 . 1 . 5 . L I M I T E S D E D O S E 1 9
2 . 1 . 6 . M É T O D O S A N A L Í T I C O S 1 9
2 . 1 . 6 . 1 . S E P A R A Ç Ã O D O I O D O D A U R I N A 1 9
2 . 1 . 6 . 2 . D E T E C Ç Ã O D E I O D O - 1 3 1 . . . . . 21
2 . 2 . T O R I O 21
2 . 2 . 1 . C A R A C T E R Í S T I C A S Q U Í M I C A S 21
2 . 2 . 2 . C A R A C T E R Í S T I C A S R A D I O A T I V A S 22
2 . 2 . 3 . M E T A B O L I S M O 2 4
2 . 2 . 4 . T O X I C I D A D E . . 2 6
2 . 2 . 5 . L I M I T E S D E D O S E 2 8
2 . 2 . 6 . M É T O D O S A N A L Í T I C O S 2 8
3. O B J E T I V O S 3 0
4. M A T E R I A L E M É T O D O S 3 2
4.1. I O D O - 1 3 1 3 2
PAGINA
4.1.1. MATERIAL 32
4.1.2. MÉTODOS 33
4.1.2.1. DETERMINAÇÃO DA EFICIENCIA DE CONTAGEM DO
DETECTOR UTILIZADO 34
4.1.2.2. DETERMINAÇÃO DO RENDIMENTO DE SEPARAÇÃO
DO MÉTODO 35
4.1.2.3. DETERMINAÇÃO DA CURVA DE CALIBRAÇÃO 35
4.1.2.4. ESCOLHA DA AMOSTRA DE URINA A SER UTILIZA
DA E APLICAÇÃO DO MÉTODO... 35
4.2. TORIO 36
4.2.1. MATERIAL 36
4.2.2. MÉTODOS 37
4.2.2.1. SEPARAÇÃO DO TORIO DA URINA 37
4.2.2.2. DETERMINAÇÃO COLORIMÉTRICA DO TORIO 39
4.2.2.3. APLICAÇÃO DO MÉTODO.. 40
5. RESULTADOS. . 41
5.1. IODO-131 41
5.1.1. DETERMINAÇÃO DA EFICIENCIA DE CONTAGEM DO ESPECTRO_
METRO GAMA 41
5.1.2. DETERMINAÇÃO DO RENDIMENTO DE SEPARAÇÃO DO MÉTODO.. 41
5.1.3. DETERMINAÇÃO DA CURVA DE CALIBRAÇÃO 42
5.1.4. ESCOLHA DA AMOSTRA DE URINA A SER ANALISADA 42
5.1.5. APLICAÇÃO DO MÉTODO 42
5.2. TORIO 52
5.2.1. DETERMINAÇÃO DO ESPECTRO DE ABSORBANCIA DO COMPLEXO
TORIO-THORON _ 52
5.2.2. DETERMINAÇÃO DA CURVA DE CALIBRAÇÃO 52
5.2.3. APLICAÇÃO DO MÉTODO 53
6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS E CONCLUSÕES 60
6.1. IODO-131 60
6.1.1. ESCOLHA DA AMOSTRA DE URINA A SER ANALISADA 61
6.1.2. ESTUDO DE CASOS DE CONTAMINAÇÃO CRÓNICA 62
6.2. TORIO 65
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 67
RESUMO
Desenvolveram-se métodos de determinação de Iodo-131 e
torio em urina para serem utilizados na monitoração de trabalhadores que ma
nuseiam esses radioisótopos.
O método desenvolvido para a determinação de Iodo-131
consiste na separação do iodo da amostra por precipitação, utilizando clore_
to de prata; a detecção foi realizada em um cintilador de Nal(Tl) tipo po_
ço, acoplado a um espectrómetro monocanal. Este método é de execução sim
pies e rápida, seletivo e apresenta um rendimento de separação acima de
Determinou-se a quantidade de tório em urina, por colo_
rimetria, após a mineralização da amostra com ácidos nítrico e sulfúrico e
água oxigenada. O reagente cromóforo utilizado foi o Thoron que é o sal dis_
sódico do ácido orto (2 hidroxi- 3,6 dissulfo- 1 naftil azo) henzeno arséni_
CO. A absorbancia foi determinada em espectrocolorímetro em comprimento de
onda de 530 nm. Ê um método simples e o rendimento de separação obtido foi
de cerca de 80%.
Estabeleceu-se a amostra mais representativa para um
programa de monitoração de trabalhadores de um laboratório de produção de
Iodo-131 e discutiram-se os resultados obtidos em analises de urina de inãi_
víduos com contaminação crônica de Iodo-131.
ABSTRACT
Thorium in urine was determined by colorimetry after the
mineralization of the sample using nitric acid, and sulphuric acid,and then
oxigen peroxide. The ohromophore reagent used was Thoron (disodium salt of
2-(2-hydroxy-3,6-disulfo-l-naphthylazo) benzenear sonic acid).The absorbance
was measured in a spectrocolorimeter at a fixed wavelength (530 nm). The
method proved to be simple allowing a separation yield of about
The most representative sample for a monitoration pro_
gram in a I production laboratory has been established. The ^^^I concen
tration in urine of individuals with chronical contamination have also been
measured; an interpretation of these results is discussed.
Methods for the determination of I and Thorium in
urine have been developed taking into account the monitoring needs for peq_
pies who handle with these radioisotopes.
The method for the determination of is based in the
use of silver chloride to separate iodine by precipitation fron the sample;
the detection was carried out in a Nal (Tl) well type scintillator oon^
neoted to a single channel analyser. This method has the following advan
tages; it is easy and relatively fast as well as selective, showing a sepa
ration yield higher than
1 3 1
01
1- INTRODUÇÃO
A expansão continua da industria nuclear e a crescente
produção de radionuclTdeos para os mais variados usos pacíficos, trouxe co
mo consequência o potencial de um problema de saúde e segurança.
A radiação ionizante, ao lado dos beneficios que traz,
pode ser uma ameaça ã vida e as gerações futuras, se indevidamente utiliza_
da ou mau controlada.
O reconhecimento de efeitos biológicos produzidos pela
radiação acarretou o desenvolvimento de um novo ramo da ciencia, a toxicólo
gia das substancias radioativas.
A toxicologia convencional admite a existencia de um
limiar se o envenenamento é agudo ou crônico. Para assegurar que este 1^
miar não seja atingido são estabelecidos níveis de concentrações máximas ,
baseados em dados epidemiológicos ou experimentais em animais, considerando
um fator de segurança arbitrariamente selecionado. Desta forma, a presença
simultânea de vários agentes tóxicos conduz a uma difTcil resolução na fixa
ção de níveis combinados de concentrações máximas
02
No caso de substancia radioativa admite-se uma relação
linear entre dose e efeito e uma distribuição do efeito por todo o período
de vida. Consideram-se , também, os efeitos simultâneos em Órgãos difereji
tes.
A análise radiotoxicolõgica consiste na detecção de ele^
mentos radioativos em amostras biológicas, a fim de identificar possTvel
contaminação interna.
A toxicidade do radionuclTdeo depende não somente da
quantidade incorporada, como também da meia-vida, metabolismo, formas fis^ 20
ca e química e modo de incorporação .
Em vista disso, em trabalhos com material radioativo ,
além do planejamento de equipamentos e procedimentos para segurança máxima,
é necessária vigilância cuidadosa e regular do trabalhador e do ambiente de
trabalho. Esta vigilância é da competência da Proteção Radiológica.
A monitoração é o meio utilizado pela Proteção Radiólo
gica para assegurar que trabalhadores e indivíduos do público não recebam
doses de radiação acima dos nTveis aceitáveis pelas normas nacionais e in
ternacionais de proteção radiológica.
A monitoração pode ser pessoal ou de área, sendo que c_a
da tipo pode ser orientado para o controle de exposição por radiação exter^ _ 19 .
na ou para o controle de contaminação por radiação interna .
Normalmente utilizam-se para o controle de radiação ex
terna, monitores de área e detectores portáteis. No controle pessoal para a
radiação externa são utilizados dosímetros de bolso, sonoros, radiográf^ 19
C O S , termoluminescentes, ou radiofotoluminescentes .
A monitoração ambiental é útil para se avaliar, grossej^
03
ramente, a quantidade de material radioativo incorporada. Na monitoração
pessoal, para se detectar contaminação interna, o método mais preciso é o
contador de corpo inteiro, restrito porém a radiações penetrantes. No caso
de radiações pouco penetrantes, que são justamente as que apresentam maior
risco ã saúde quando internamente depositadas, pelo seu alto poder de ion^
- - . . 11,13,19,20
zaçao, a monitoração e feita por analises radiotoxicolõgicas
1.1- ANÁLISE RADIOTOXICOLOGICA
EM PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
A análise radiotoxicolõgica permite a avaliação da con
taminação interna por meio do controle das vias de eliminação. E um método
adequado considerando-se que o metabolismo de qualquer radioelemento compo£
ta uma fase final de eliminação através de uma das três vias principais : 23
ar exalado, fezes e urina .
Além disso, a análise radiotoxicolõgica é o método de
monitoração pessoal de contaminação interna mais apropriado para o controle
de indivíduos que trabalham em ambientes de possTvel contaminação causada
por aerossóis radioativos no ar, incluindo emissores de radiação de baixo
22
poder de penetração, ou onde existe um grande número de trabalhadores, .
A partir dos resultados da análise radiotoxicolõgica é
possTvel estimar a carga corporal do radionuclTdeo, considerando-se que a
excreção e a retenção são inversamente proporcionais; tal estimativa depen
de da via de incorporação, das formas física e química do elemento e do õr
gão onde se deposita^^.
Esta técnica permite detectar tanto níveis crônicos de
contaminação como quantidades incorporadas em casos acidentais. Durante ou
imediatamente apÕs a incorporação, a excreção pode ser particularmente
04
rápida, principalmente se o material for solúvel nos fluidos do corpo, tor
nando-se mais lenta, depois. Desta forma, para se estimar a carga corporal
ou exposição crônica, a amostra mais indicada e a colhida antes do inicio
do trabalho semanal. Por outro lado, para se detectar exposições " aciden^
12
' tais, devem-se analisar amostras colhidas imediatamente apos o trabalho .
Podem-se estabelecer limites de excreção, tais que, se
J ultrapassados, significam uma sobreexposição do indivíduo, relacionando-se
-1 as concentrações de contaminantes no ar com as excreções urinárias corres^
pendentes.-
J Na Area de Radioproteção do Centro de Proteção Radiólo
~] gica e Dosimetria, do Instituto de Energia Atômica ( lEA, S.P. ), está em
desenvolvimento o setor de Controle de Radiocontaminação Interna in vitro,
que tem por objetivo a detecção de material radioativo em amostras biolÕgj_
" cas, como parâmetro para identificação de radioisótopos nos diferentes ór
J gãos do corpo humano.
J Com essa finalidade são desenvolvidas técnicas de anãlj_
-j se radiotoxicolõgica para os diferentes radioelementos utilizados nos mais
diversos campos da energia nuclear.
J Atualmente, são realizadas em caráter rotineiro análj_
n ses radiotoxicolõgicas de urânio e tritio em urina de trabalhadores, sendo
que a determinação de urânio é feita por fluorimetria em meio sólido e a de
tritio, por cintilação em meio líquido .
Para a análise radiotoxicolõgica visando a proteção ra
diolÕgica existem considerações especiais em relação ã seleção do material
J biológico e ao método analítico a ser utilizado.
05
1.1.1- AMOSTRAS BIOLÓGICAS EM
ANALISES RADIOTOXICOLOGICAS
t A escolha do material biológico para a análise radioto^
J xicologica depende do radionuclTdeo, de suas propriedades fTsicas e quTmi_
~1 cas, da maneira de incorporação, de seu comportamento metabólico, alem da
praticabilidade e da conveniência de. amostragem.
As amostras biológicas que podem ser utilizadas são:
"1 a) esfvegaço nasal - Os resultados de análises de esfregaços nasais não são
representativos do conteúdo corporal do radionuclTdeo; entretanto,
J uma incidência frequente de contaminação no esfregaço indica cojn
PI dições inadequadas de trabalho.
b) suor e saliva - Logo após uma incorporação por ingestão ou inalação, a
U quantidade de radionuclTdeo na saliva pode ser um indicador útil
~] da grandeza da incorporação, mas não da carga corporal. Pouco se
conhece sobre a relação entre conteúdos corporal e na saliva, ou
no suor, da maioria dos elementos químicos.
c) ar exalado - A análise do ar exalado tem aplicação restrita aos gases no
bres, principalmente o radÕnio, pois, em condições fisiológicas
normais não se produzem compostos voláteis de radionuclTdeos.
d) sangue - O sangue é o único tecido que pode ser amostrado facilmente ,
mas há limitações severas em relação ã freqüência dessa amostra
gem. Além disso, a maioria dos radionuclTdeos não é retida predo^
minantemente no sangue e a relação entre concentração no sangue e
no órgão de deposição não é constante.
e) fezes - A colheita de amostras fecais apresenta menos dificuldades prátj_
cas do que as amostras anteriores. A excreção fecal indica mate_
n
06
rial não absorvido no trato gastrointestinal, como em casos de
ser ingerido diretamente ou, depositado inicialmente no trato res^
piratório superior e, em seguida, transferido ao trato gastroin^
testinal. Pode, ainda, conter material que foi absorvido, metabo
1 izado e excretado por via das secreções digestivas ou bile. Po£
tanto, a analise de fezes não fornece uma boa estimativa da carga
corporal do radionuclTdeo. A medida da quantidade excretada nas
fezes é útil nos casos de elementos que não são absorvidos no tra
to gastrointestinal, pois, após uma ingestão, pode-se estimar a do
se de radiação neste trato. E útil, ainda, nos casos de inalação,
onde a quantidade de radionuclTdeo depositada no pulmão pode ser
estimada pela determinação nas fezes.
f) i4r-Cna - E a amostra mais importante para a analise radiotoxicolõgica ,
pois contém somente o radionuclTdeo metabolizado, independente da
maneira de assimilação; é relativamente fácil de coletar e manu^
sear, podendo ser colhida por um perTodo de tempo definido. A ex
creção urinária é útil na obtenção de dados sobre o conteúdo cor^
poral do radionuclTdeo.
A freqüência de amostragem deve ser relacionada com o 20,32
maior ou menor risco de exposição ocupacional
13,32
1.1.2- MÉTODOS ANALÍTICOS
Os métodos utilizados em um programa de monitoração de
vem ser sensíveis, específicos, simples, rápidos e econômicos. Dependendo
das necessidades, alguns desses requisitos podem ser sacrificados em favor
de outros. Assim se for necessário um resultado rápido, pode-se comprometer
a sensibilidade ou a especificidade, já que os métodos de maior sensibilida^
07
de são, normalmente, mais complexos e demorados.
Em geral, as exposições industriais provem de nuclTdeos
únicos ou, no máximo, de material único, não constituindo, portanto, a purj_
ficação radioquímica preocupação na análise radiotoxicolõgica. A separação
do radioisótopo em quantidades grandes de material inerte da amostra const^
tui o principal problema.
Os radionuclTdeos que apresentam maiores riscos radiosa^
nitários são urânio, tório e rádio, entre os elementos naturais e plutonio
e produtos de fissão, entre os nuclTdeos artificiais. E importante incluir
na monitoração dos trabalhadores envolvidos em operações com esses elemeji
tos o controle de contaminação interna por meio de análise radiotoxicolÕgji_
ca.
A maioria das análises e realizada baseada na detecção
da radioatividade do nuclTdeo, mas nos casos de elementos com atividade es_
pecTfica baixa, como tório e urânio natural, as determinações são feitas 1 2
com maior sensibilidade por outras técnicas instrumentais
1.2- IMPORTÂNCIA DOS
RADIOELEMENTOS SELECIONADOS
1.2.1- IODO-131
O iodo-131 é um dos isótopos úteis no campo do diagnós^
tico e da terapia. Como o iodo é um elemento comum no organismo, o seu ra
dioisotopo não apresenta toxicidade quTmica; e pelo fato do iodo-131 apre
sentar meia-vida curta, não se atribuem alterações metabÕlicas ou patológj[
cas causadas por suas radiações nas doses normalmente utilizadas em diagnõs^ 39
tico e terapia .
08
Em diagnostico, o iodo-131 pode ser utilizado na forma
inorgânica ( iodeto ) para estudo de função e mapeamento da tireoide. Pode,
ainda, ser usado para marcar moléculas orgânicas, tais como: hipuran para
estudo de função renal, macroagregados de albúmina para mapeamento de puj_
mão, microesferas de albúmina para mapeamento de fígado, baço ou medula Ó£
sea, rosa-bengala e bromossulfaleîna para estudo de função hepática, triole^
Tna e ácido oleico para estudo de absorção intestinal de gordura, soroalbjj
mina para determinação de volemia, espaços liquorico e sanguíneo .
No Centro de Processamento de Material Radioativo do
lEA o iodo-131 é o radioisótopo produzido em maior quantidade: cerca de 12
Ci/mês, dos quais, 80% são utilizados na forma inorgânica.
Além disso, o iodo-131 e de grande importancia em ca^
sos acidentais em reatores nucleares e em precipitação ambiental radioativa,
que decorre das bombas nucleares, por sua fácil incorporação a cadeia alj_
mentar podendo, dessa forma, contaminar a população.
1.2.2- TORIO
O tório tem várias aplicações, sendo utilizado em mate
rial refratário na forma de ligas com magnesio e zinco; em sóidas de eletro^
dos e filamentos elétricos em liga com tungsténio; em lentes ópticas; em
tubos eletrônicos e na industria quTmica como agente catalisador.
Entretanto, o principal uso potencial de tório é como
fonte de combustível nuclear. O Brasil possui substanciais reservas de tó
rio, o que pode estimular seu aproveitamento nos reatores nucleares como ma^
terial fértil.
A monazita é uma das principais fontes de tório e con
09
tem 5 a 6% de Óxido de tório ( Th02 ). Atualmente a monazita e explorada no
sentido de extrairem-se terras raras e uranio, enquanto que o Óxido de tó
rio é separado como sub-produto, sendo estocado desta maneira.
No Centro de Engenharia QuTmica do lEA está se desenvol_
vendo uma usina piloto de purificação de torio proveniente da monazita. A
figura 1.1 mostra o esquema do processamento do torio.
O tório foi utilizado também em medicina, administrado
a pacientes na forma de óxido de torio em suspensão coloidal como meio de
contraste de raios-X^'^^. Em virtude dos efeitos biológicos observados
nesses pacientes, seu uso foi abandonado a partir de 1945. Desta forma a
contaminação interna por torio só ocorrerá nos trabalhadores ou em casos a_
cidentais na população.
10
MONAZITA
C O N C E N T R A D O DE T O R I O
N I T R A T O DE T O R I O
V
O X A L A T O
COMBUSTÍVEL
SULFATO OXICARBONATO
NUCLEMON *
CENTRO DE
ENGENHARIA
QUTMICA
(lEA)
CENTRO DE
METALURGIA
NUCLEAR
(lEA)
F I G U R A 1.1- E S Q U E M A DA O B T E N Ç Ã O D E T O R I O A P A R T I R D A M O N A Z I T A
*Nuclemon- Nuclebras Monazita Associados Ltda.
11
2- C A R A C T E R Í S T I C A S E P R O P R I E D A D E S
2.1- IODO-131
n ^ V 25, 27, 28, 34, t2, 45 2.1.1- C A R A C T E R Í S T I C A S Q U l M I C A S
O iodo ( I ) possui número atômico 53; é um membro da
famTlia dos halogênios, grupo VII A da tabela periódica e pode apresentar
J valência negativa de 1 ou valências positivas de 1, 3, 5, ou 7 e formar com
"1 postos de caráter iónico ou compostos covalentes.
A quTmica do iodo é complexa em virtude da variedade de
formas em que pode ser encontrado, como por exemplo: iodeto ( I ), iodo e_
lementar ( I^ ), hipoiodato ( lO" ), iodato ( 10^ ), e periodato ( 10^ ).
n Em análise radioquímica é importante o conhecimento da
forma quTmica em que esta o iodo, para se utilizar carregador compatível.
Quando não se conhece a forma do radioiodo, e importante o conhecimento das
mudanças nos seus estados de oxidação, pois, por uma série de reações de o
J xidação e redução, pode-se conduzir o iodo carregador e o radioiodo ao
1 2
mesmo estado de oxidação.
O iodeto pode ser oxidado a iodo elementar na presença
de luz. O I2 õ solido mas pode sublimar sob condições normais, o que repre_
senta um sério problema nos laboratorios onde se manuseia esse elemento.
O ¡ 2 é muito pouco solúvel em agua, solúvel em álcool e
éter formando soluções de cor marrom, e bastante solúvel em dissulfeto de
carbono, tetracloreto de carbono e clorofórmio.
triiodeto I^.
O iodo elementar reage com Tons iodeto, formando Tons
A maioria das determinações analTticas de iodo envolve
reações de precipitação dos Tons iodeto: com Tons prata ha formação de iod£
to de prata ( Agi, com a 25°C de 1,5,10"^^ moles/litro ); com Tons pala
dio ( II ) hã formação de precipitado preto de iodeto de paládio ( Pdl^ )•
17
O iodo pode estar presente na atmosfera :
a- adsorvido a partículas atmosféricas ( 50 a 90% ), na forma de iodo ele^
mentar ou compostos inorgânicos;
b- na forma de vapor, como iodo elementar, compostos orgânicos ( por exem
pio: iodeto de meti Ia ), ou compostos inorgânicos ( por exemplo :
ácido iodTdrico HI, ou acido hipoiodoso HIO ). As interrelações
dessas formas são apresentadas na figura 2.1.
2 . 1 . 2 - C A R A C T E R Í S T I C A S RADIOATIVAS^'^'*
O iodo-131 apresenta meia-vida radioativa de 8,0 dias, *
meia-vida biológica de 138 dias e meia-vida efetiva de 7,5 dias.
Meia-vida radioativa (T )- Tempo necessário para uma substância radioativa
n
15
PARTÍCULAS 7f
A T M O S F E R A
aquosa
IODO EM SOLUÇÃO
FIGURA 2.1- ESQUEMA DAS INTERRELAÇOES DAS VARIAS FORMAS DE IODO NA
ATMOSFERA
14
O iodo-131 decai por emissão de partículas 3~ e radia^
ção Y , para o xenõnio-131 que é estável, como mostra a figura 2.2.
6,8,35,4'+
2.1.3- M E T A B O L I S M O
A figura 2.3 mostra o esquema do metabolismo do iodo no
organismo.
O iodo pode penetrar no organismo por ingestão, por i na
lação ou através da pele.
O iodo é absorvido em qualquer região do trato gastroÍ£
testinal, talvez mais facilmente no intestino delgado, provavelmente na for
ma de iodeto. A absorção pode processar-se, ainda, através das mucosas do
pulmão e da pele.
continuação
perder 50% de sua atividade, por decaimento.
Meia-vida biológica Tempo necessário para o organismo eliminar meta
de de uma quantidade administrada de qualquer substância, por um processo
normal de eliminação.
Meia-vida efetiva (T^)- Tempo necessário para que um elemento radioativo
num organismo animal se reduza à metade, como resultado da ação combinada
de decaimento radioativo e eliminação biológica; pode ser obtida da rela^
ção:
T + T, r b
Quando a meia-vida não for especificada, trata-se da meia-vida
radioativa.
•
15
90,4% 6,61
0,6% 9,2
131 54 Xe
0,723MeV
0,637MeV
0,503MeV
0,364MeV
0,177MeV ou
(bt>' 0,326MeV 0.1fí4MeV
0,080 MeV
FIGURA 2.2- ESQUEMA DE DECAIMENTO DO IODO-131
n
16
n
u
D
TIREÜIDE
HORMÔNIOS TIREOIDEANOS
^ GLÁNDULAS MAMARIAS
RIM URINA
GLÁNDULAS on, T W A SALIVARES ^ '
LEITE
SECREÇÕES DIGESTIVAS
\
FEZES
INTESTINO
FIGURA 2.3- METABOLISMO DO IODO NO ORGANISMO
17
n
A corrente sanguínea distribui o iodo, sendo a tireoide
o seu principal local de concentração. Na tireoide, ê convertido a iodo or
gani CO pela combinação com a ti rosi na. Hã formação de monoiodotiresina e dj_
iodotirosina e estas, por conjugação, resultam em diiodotironina, triiodoti_
ronina ( ) e tetraiodotironina ( tiroxina ou ), como se observa na fj_
gura 2.4.
A tireoide libera para o sangue a e a ligadas a
proteínas ( tireoglobulinas ). A quantidade normal de no soro é de
0,05 yg% e a de é de 6,0 yg%.
Em seguida, a tiroxina é metabolizada nas células prodiu
zindo como metabolitos, o iodeto que é eliminado, principalmente, através
da urina ( além das glândulas salivares, pele, nodulos linfáticos ) e a 1^
que é eliminada, principalmente, através das fezes, via fígado e bile (além
do rim, páncreas, intestino delgado, adrenal e baço).
Se a tireoide estiver saturada, o iodo será eliminado
sem ser organificado.
A Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP)
38 _ _ *
considera o seguinte balanceamento diario de iodo no homem referencia:
incorporação de 200 yg através de alimentos e fluidos, e 0,5 a 35 yg por
meio do ar inalado; eliminação de 170 yg através da urina, 20 yg através
das fezes, correspondente ao iodo endógeno, e o restante por outras vias
{ como suor, cabelo ).
Homem referência - Representa um homem de estatura e peso medio de norte-a 38
mericano e europeu. A ICRP define todas as suas características morfotó^
gioas e fisiológicas de interesse ã Proteção Radiológica.
18
H0-(/ \>-CH2-CH COOH
NHo
TIROSINA
I
I C O O H
2 \ NH,
MONOIODOTIROSINA (MIT)
H 0 - < ^ - 0 - ^ > - C H 2 - C H COOH
NHo
DIIODOTIRONINA
H 0 - < 7 ^ - C H 2 - C ^ COOH
NHo I
DIIODOTIROSINA (DIT)
2
1 1
H 0 - < ^ > - 0 - < ^ - C H 2 - C H I I
TETRAIODOTIRONINA (TIROXINA OU T^)
COOH
NHo
n
HO- - C H , - C H 2 \ COOH
N H , I
TRIIODOTIRONINA (T^)
FIGURA 2.4 - ESQUEMA DA BIOSSlNTESE DOS H O R M O N I O S TIREOIDEANOS
19
Como a principal via de excreção é a urina, a deterraina^
ção de iodo-131 é feita por meio da analise de urina.
2.1.4- TOXICIDADE
Pelo fato do iodo ser um elemento comum no organismo o
seu radioisótopo não constitui um agente quimicamente tóxico.
Em relação a sua radioatividade, o iodo-131 e classify
cado como um nuclTdeo de alta toxicidade { classe 2 ), sendo que os maiores 9,20
danos decorrentes de sua radiação se verificam na tireoide
Nas doses utilizadas em diagnóstico e terapia não ha
cidincia de cancer e leucemia.
2.1.5- LIMITES DE DOSE
Conforme a ICRP , a carga corporal máxima permissT
vel de iodo-131 é de 0,7 yCi. Considerando a taxa de excreção urinaria de
0 , U , a concentração máxima permissive! na urina será de 700 pCi/dia.
U 2.1.6- MËTODOS ANALÍTICOS
2.1.6.1- SEPARAÇÃO DO
' lODD NA URINA
Como a quantidade de iodo existente na urina é pequena
n
20
38 _
( em 1,4 l de urina há 170 yg de iodo ), e conveniente uma concentração
prévia, que pode ser realizada por vários métodos;
a) Conaentração por troca iónica
Este método consiste no uso de resina aniõnica forte
( na forma de nitrato ou cloreto ) para retenção de iodo na forma de iodeto
e posterior eluição com solução de nitrato de sodio. Obtém-se, assim, um
regidimento de separação de iodo de 60%. A desvantagem principal do método é
o tempo muito longo necessário para a análise.
~ ^ 31
b) Concentração por destilação
Adiciona-se carregador de iodo ã amostra e por meio de
reações de oxidação e/ou redução convertem-se todas as formas de iodo em io
do elementar ( I2 )• O iodo e destilado e coletado em solução de hidroxido
de sõdio.
I2 + OH" ^ • > HIO + r O iodo se transforma novamente em I2 e é extraído em
tetracloreto de carbono.
A grande desvantagem deste método é a necessidade de e
quipamento complexo, além do processo de destilação ser muito demorado.
O rendimento de separação é da ordem de 80%.
c) Concentração por precipitação
Adiciona-se carregador e faz-se oxidação e/ou redução a
fim de se obter o iodo na forma quTmica necessária para a precipitação.
34
Kahn desenvolveu o método de precipitação do iodo na
forma de periodato, apôs uma oxidação preliminar com hipoclorito de sõdio.
O rendimento de separação obtido foi de 30%. 15 2 6
Com a adição de nitrato de prata ' pode-se precipitar
iodeto de prata. A tendência do iodeto de prata é a forma coloidal, mas c£
mo na urina existem Tons cloreto que também precipitam com a prata, o iode
to de prata é coprecipitado com o cloreto de prata.
•
21
Pode-se ainda coprecipitar o iodeto de prata adicionaji
do-se cloreto de prata a urina.
d) Concentração por extração com solvente
Neste método também se utiliza carregador. Todo o iodo
é transformado em iodo elementar ( ¡2 ) que é solúvel em vários solventes
orgânicos, como tetracloreto de carbono ( CCl^ ) e clorofórmio ( CHCl^ )
Em seguida, o iodo pode ser reduzido a iodeto, que não é solúvel em solveji
te orgânico, e nesta forma ser reextraTdo em solução aquosa.
2.1.6.2- DETECÇÃO DE IODO-131
' O iodo-131 depois da separação da urina pode ser dete£
tado por meio de emissão da radiação gama ou partículas beta.
J O iodo-131 pode, ainda, ser determinado por meio de me
16 ^
n dida direta da urina em espectrómetro gama . Esta técnica apresenta a
vantagem de evitar o processo de separação radioquímica, mas exige equipa
mento de detecção complexo e dispendioso.
2.2- TÖRIO
2.2.1- CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS^ °
O tório ( Th ) é o elemento de número atômico 90, per
tencente ao grupo IV B da tabela periódica e geralmente tetravalente ( posj_
tivo ). E um membro da série dos actinídeos, que inclui o actinio, urânio e
os elementos transuranicos.
22
O tório puro é um metal dúctil, tem cor branca prateada
e perde o brilho quando exposto ao ar. No estado finamente dividido e infla_
mãvel e, portanto, deve ser manuseado cuidadosamente.
Podem-se citar os seguintes compostos de tório que são
solúveis em água: nitrato, sulfato, cloreto e perclorato; entre os compo£
tos insolúveis: hidróxido,óxido, oxalato, hidreto e fluoreto.
4+ •
O lon Th tem forte tendencia de formar complexos, taji
to com anions inorgânicos como com ligantes orgânicos e esta propriedade é
utilizada como método de separação por extração com solvente.
A troca iónica pode ser utilizada como método de extra^
ção de tório, pois o Ton e fortemente adsorvido em resinas catiônicas, das
quais pode ser eluido por agentes complexantes.
O tório apresenta, ainda, a propriedade de coprecipitar
com vários hidróxidos e fluoretos de terras raras.
Uma das propriedades do tório mais importantes é que,
- - 233 quando irradiado com neutrons, se converte no isótopo de u r a m o U que
serve como combustível nuclear. Esta conversão se processa segundo a rea^
ção:
232TU t „ ^ \ 233,. e' 233D^ f ^ 233,, 9oTh ( n, Y ) ggTh >• g-jPa »•
1.5
2.2.2- C A R A C T E R Í S T I C A S R A D I O A T I V A S
Existem 13 isótopos de tório com número de massa desde
223 até 235. Industrialmente e do ponto de vista de proteção radiológica ,
- 232 228 234 230 os isótopos de tório mais importantes sao: Th, Th, Th, Th. A t£
232 bela 2.1 apresenta as características desses isótopos. Os isótopos Th e
23
D
n
atividade isótopo meia-vida especifica E (MeV) E - (MeV) E (MeV)
des/s.g " ^ ^
232 10 3 4.007(76%) "nh 1,39.10' a 4,10.10"^ — - 0,059(24%)
3,947(24%)
228 13 5,421(72%) "'^Th 1,91 a 3,0.10"^ - 0,084(2% )
5,338(28%)
14 0,192(79%) 0,060(3,5%) ^"^Th 24,1 d 8,57.10'^
0,104(21%) 0,093(4% )
230 4 o 4,682(76%) " T h 8,0.10^ 7,19.10° — 0,068(1% )
4,615(24%)
T A B E L A 2.1- C A R A C T E R Í S T I C A S D O S P R I N C I P A I S I S Ó T O P O S D E T O R I O
D
n
24
oofi - _ 234 230
Th ocorrem em minerais de torio, enquanto os isótopos Th e Th ocor
rem em minerais de urânio. Alguns, dentre os isótopos de menor importância,
ocorrem naturalmente em minerais de urânio e outros são produzidos artifi^
ciaimente.
- 232
O isótopo gpTh é o primeiro elemento da cadeia natu
ral do tório e o esquema de seu decaimento e apresentado na figura 2.5 .
Nos minerais de tório ou compostos de tório com mais de
50 anos, a taxa de desintegração de cada membro da cadeia e igual ã do
232 232 Th ( equilíbrio secular ) e para cada desintegração do Th a cadeia co
mo um todo emite 6 partículas a , 4 partículas B~, e 2,9 raios Y .
232
O torio natural consiste no isótopo Th, com meia-vj_
da de 1,39.10^^ anos, em equilíbrio com os seus produtos de decaimento, seji
do que estes constituem somente uma pequena parte do tório natural.
2.2.3- METABOLISMO^
O uso industrial do tório pode causar contaminação da
pele, inalação, ingestão ou penetração traumática em tecidos profundos.
Como a absorção de tório através da pele intacta e atra
vés do trato gastrointestinal e insignificante, a via de penetração mais im
portante será a inalação.
O comportamento metabÓlico do tório é diferente de qua^
quer constituinte normal do organismo. Na corrente sanguínea, o tório é hj^
drolizado e pode existir na forma monomerica ou na forma polimerica ( coloj_
dal ).
Em concentrações baixas, ou na forma de complexo ( por
25
U
232TU 90Th l,39.10^°a
90Th
^ 1.90 a
a 228
ggMC
^ 6.13 h a
\
228„ ^
6,7 a 3.64 d
a
r
54,5 s
a r
216 85^^
^ < 1 min
0.158 s
(0,013%
>
a 84*^°
^ 3,0.10'^ s
a [-100%)
, 60,5 min
[66.3%) a •
10,6 h
a (33,7% 82^°
estável
81 3,1 min
FIGURA 2.5- ESQUEMA DO DECAIMENTO DO TORI0-232
n
n
26
exemplo, citrato ), há maior porcentagem de forma monomerica, sendo que uma
parte e depositada na região Óssea do esqueleto e a outra e eliminada atra
vês da urina.
Em concentrações mais altas e na forma iónica a tendên
cia é de formar polímeros, que são fagocitados pelas células do sistema re
tículo-endotelial localizadas no fígado, baço e medula Óssea, de onde ísão
removidos lentamente e excretados através da bile para o trato gastrointes^
tinal, sendo eliminados pelas fezes. Um exemplo deste metabolismo é o diõxj^
do de tório ( Thorotrast ) que, em forma de suspensão coloidal, era admini£
trado, intravenosamente, a pacientes, como meio de contraste de raios-X pa
ra visualizar baço e fígado. Verificou-se que a eliminação do tÓrio desses
órgãos era tão lenta que a meia-vida biológica foi considerada indetermina
da.
Como nos casos sujeitos ã contaminação se esperam baj_
xas concentrações de tÓrio, a forma predominante do radionuclideo no orga^
nismo será a monomerica e a via principal de eliminação será a urina. Por
tanto, para a determinação de contaminação interna por tório, o melhor será
a análise de urina.
A figura 2.6 mostra o esquema do metabolismo do tório.
2.2.4- TOXICIDADE^'^^
Sob condições de exposição industrial, a toxicidade quí^
mica do tório não é muito importante, devendo-se lembrar, no entanto, que o
cloreto de tório e o nitrato de tório são fortemente ácidos e, portanto, ir
ritantes. Desta forma, a toxicidade principal do tório decorre das raáia
232 ções liberadas pelos elementos originados do decaimento do Th.
u 2 7
n
I N G E S T Ã O
I N A L A Ç Ã O
E X A L A Ç Ã O
P U L M Ã O
T R
T R O I N T E S T I N A L
F E Z E S
B I L E
N O D U L O S
L I N F Á T I C O S
F L U I D O E X T R A C E L U L A R
F Í G A D O
T E C I D O
S U B - C U T A N E O
P
E L E
F E R I M E N T O
<-
E S Q U E L E T O
R I M
U R I N A
n
F I G U R A 2.6- P R I N C I P A I S C A M I N H O S M E T A B Ó L I C O S 0 0 T O R I O N O O R G A N I S M O
2 8
O
Na maioria das operações industriais com o torio, o nT
vel de radioatividade não e alto e os riscos de efeitos biológicos agudos
são pequenos. Os danos crónicos são os mais significativos verificando-se a
formação de cáncer do pulmão e do osso.
20 Segundo a ICRP , o órgão que sofre maior dano causa
do pelo tório natural i o osso. A meia-vida biológica e de 7,3.10^ dias con 4
siderando-se o osso e de 5,7.10 dias quando se considera o corpo todo. Con
sidera-se a meia-vida efetiva igual ã biológica, visto que a meia-vida ra
dioativa é da ordem de 10^^ anos.
2.2.5- L I M I T E S DE DOSE^°
A carga corporal máxima permissTvel de tório e de 0,01
yCi. Considerando-se a taxa de excreção urinária diária de 0,01%, o nivel
diario máximo permissTvel sera de 1 pCi, que corresponde a 10 yg de tório.
2.2.6- M É T O D O S A N A L Í T I C O S
37
PERKINS e KALKWARF - coprecipitam torio com fluoreto
de lantãnio, e o tório e extraído com TTA e determinado colorimetricamente
utilizando morin. O tempo necessário para a análise é de três dias e se cojí
segue recuperação de 65% de torio. 26 _ _
KAMATH e BHAT - desenvolveram o método em que o torio
é coprecipitado com oxalato de calcio, extraído com TTA e determinado espe£
trofotometricamente. A recuperação de tório é de 75% e o tempo necessário
para a análise é de um dia e meio.
29
^ 7,40 _ -
TESTA - faz a separação de torio por cromatografia
J de partição de fase reversa, utilizando TOPO em suporte de Kel-F e faz a
P determinação colorimétrica utilizando thorin. Esta análise demora seis a se
^ te horas e o rendimento de separação é de 97%. 41
U TESTA - extrai torio da urina com TOPO em microthene
~] e determina colorimetricamente utilizando arsenazo III. O rendimento e de
98% e o tempo de análise e de quatro, horas. 10
^ CURCIO e LOTT - fazem uma mineralização umida da urj_
na com ácido nítrico, acido perclorico e ácido sulfúrico. Para a determina
ção colorimétrica utilizam calmagita.
BAZZANO e GHERSINI^ - determinam o tório por mineral_i_
zação úmida com ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio, coprecipitação
com hidróxido de alumínio e determinação colorimétrica com arsenazo III.
- * 23 _ JEANMAIRE e JAMMET - coprecipitam o torio da urina
—
_ com oxalato de cálcio e o determinam colorimetricamente com thorin.
pi 43 _ TWITTY e BOBACK - fazem a determinação de torio por
~ - - - 233 análise por ativação com neutrons térmicos e medida radiometrica de Th,
J que é emissor Y de meia-vida de 23,3 minutos. A sensibilidade do método é
n de 10"^° g Th/ litro e o tempo de análise é de 45 minutos.
30
n
u
3- O B J E T I V O S
Tendo em vista a importância do Iodo-131 dadas sua am
pia utilização e conseqüente grande número de pessoas expostas ãs suas ra
diações, torna-se necessário estabelecer medidas capazes de assegurar nT
veis de radiação interna compatíveis com os estabelecidos pelas normas de
proteção radiológica. Visando esta meta foi ensaiado um método analítico
ra a determinação de Iodo-131 em urina, tomando por base amostras de urina
de trabalhadores que manuseiam este radioisótopo.
O Tório, estando na iminência de se tornar o combustT
vel do futuro, além de várias outras aplicações, implicará na existência
sempre crescente de trabalhadores sujeitos a contaminação interna, tornando
-se importante o desenvolvimento de métodos de controle. Sendo o tÓrio emis_
sor alfa, o método mais adequado de monitoração para o controle de contami^
nação interna será a análise radiotoxicolõgica. Com tal finalidade ensaio^
-se um método de analise para determinar o conteúdo de tÕrio em amostras de
urina.
As medidas adotadas poderão no futuro, constituirem-se
em prática habitual, através de programa de monitoração rotineira, no senti^
31
do de resguardar os trabalhadores envolvidos nos processos que normalmente
utilizam esses radioisótopos.
n
32
a
4- MATERIAL E MÉTODOS
4.1- IODO-131
4.1.1- MATERIAL
Utilizou-se como carregador de iodo uma solução de iod£
to de sõdio contendo 10 mgl/ml.
O cloreto de prata foi obtido da mistura de solução de
cloreto de sõdio e nitrato de prata, e seco em estufa a 45 °C. Foi conserva^
do em frasco escuro.
O bisulfito de sõdio, o iodeto de sÕdio, o nitrato de
prata e o cloreto de sõdio utilizados no preparo das soluções eram de grau
analítico.
I Utilizou-se padrão de Iodo-131 na forma de iodeto de só
j dio com atividade de 1,41 ± 0,02 yCi.
Na precipitação de iodeto de prata utilizou-se placa
33
4.1.2- M É T O D O S
O método utilizado para a determinação de Iodo-131 na u
riña consiste na separação do iodo da urina por precipitação, utilizando-se
cloreto de prata e detecção do Iodo-131 por cintilação com detector de
Nal(Tl) tipo poço.
A uma amostra de urina (500 mi) adicionou-se carregador
de iodo na forma de iodeto (10 mg I).
Para converter todo o iodo presente na amostra em iod£
to, adicionou-se bisulfito de sodio 1 N, que e um agente redutor, em meio
ácido (HCl).
lOl + 4 HSO¡ ^ r + 4 sor + 4 H"
Precipitou-se o iodeto de prata utilizando-se cloreto
de prata (200 mg) em meio ácido (HNO3), sob agitação por trinta minutos.
Deixou-se a solução em repouso para decantar, centrifu^
gando-se, a seguir, no próprio tubo de contagem.
A detecção do Iodo-131 foi feita em espectrómetro gama
iíionocanal, com detector de Nal(Tl) tipo poço.
agitadora Corning-PC 351.
Para a separação do precipitado utilizou-se centrifuga
Clay Adans.
Para a detecção da radiação gama utilizou-se espectrÕm£
tro monocanal, com detector de Nal(Tl) de 2" x 2" tipo poço, modelo 8753 da
Nuclear Chicago e tubos de contagem de 12 cm de altura x 1,5 cm de diâmetro.
34
A concentração de Iodo-131 na urina (A) é calculada por
meio da formula:
A=_A^JOPP pCi^^^I/1 .onde:
2,22. e'^^.E.V.R
C = contagem por minuto
1000 = correção do volume de urina analisado V
V = volume de urina analisado (ral)
E = eficiencia de contagem do detector (cpm/dpm)
R = rendimento de separação do iodo
2,22 = fator para transformação de dpm em pCi
e"^^ = correção do decaimento radioativo
t = tempo (dias) desde a coleta da amostra até o dia da contagem
X = constante de desintegração ( ^"^ ) T
T = meia-vida (8,0 dias)
4.1.2.1- D E T E R M I N A Ç Ã O DA E F I C I Ê N C I A D E
C O N T A G E M DO D E T E C T O R U T I L I Z A D O
Determinou-se a eficiencia de contagem colocando-se no 1 3 1
tubo de contagem, uma atividade conhecida de I, na forma de iodeto de so
dio, em volume de 2 ml.
A eficiencia de contagem foi obtida relacionando-se o
número de contagens obtidas no sistema de detecção e o número de desintegra
ções da amostra padrão, no tempo de contagem.
Determinou-se, ainda, a eficiencia de contagem colocan 1 3 1
do-se no tubo de contagem I na forma de iodeto de prata misturado com
35
n cloreto de prata, em volume de 2 ml.
4.1.2.2- D E T E R M I N A Ç Ã O DO R E N D I M E N T O
D E SEPARAÇÃO DO M É T O D O
Para a determinação do rendimento de separação do iodo
da urina foram feitas amostras simuladas, adicionando-se quantidades conhe 1 3 1
cidas de I em amostras de urina de indivíduos que não manuseiam este ra
dioisotopo. Esta amostra foi submetida ao processo de separação por precipji_
tação e a quantidade obtida no final foi relacionada com a inicial.
4.1.2.3- D E T E R M I N A Ç Ã O DA CURVA
D E C A L I B R A Ç Ã O
Foram preparadas várias amostras simuladas, adicionando 1 3 1
-se desde 111 até 575 pCi de I ã amostras de urina de um mesmo indivT
duo que, em seguida, foram analisadas pelo método descrito.
4.1.2.4- E S C O L H A DA A M O S T R A DE U R I N A
A SER A N A L I S A D A E
A P L I C A Ç Ã O DO M É T O D O
A fim de selecionar a amostra de urina a ser utilizada
para o programa de monitoração, foram analisadas diversas amostras de um
mesmo indivíduo que trabalha com compostos que contém Iodo-131.
Este método foi utilizado para a determinação de Iodo
-131 em urina de trabalhadores.
36
4.2- TORIO
4.2.1- MATERIAL
Os reagentes utilizados para a determinação de torio fo
ram: peróxido de hidrogênio, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido perclórj^
co, hidróxido de amonio, ácido clorídrico, sulfato de potássio e alumínio,
todos de grau analítico.
2 3 " .
Utilizou-se como traçador o isótopo Th.
O reagente cromÓforo utilizado foi o Thoron, que é o
sal disódico do ácido orto(2hidroxi-3,6disulfo-lnaftil azo)benzeno arsênj^
C O , da B D H (British Dry House L T D ) .
Na mineralização da urina utilizaram-se banho de areia
(Fabbe) e placa aquecedora Corning PC351.
Para a separação de precipitado de hidróxido de alumí
nio contendo tório, utilizou-se centrífuga Labofuge III.
Para a determinação colorimétrica utilizaram-se o espe£
trocolorímetro Metrohm Herisau - E 1009 e os espectrofotómetros Hitachi Per
kin-Elmer modelos 139 e 356.
Para a detecção da radiação gama utilizou-se o espectro
metro monocanal, com detector de Nal(Tl) de 2" x 2" tipo poço, modelo 8753,
da Nuclear Chicago, e tubos de contagem de 12 cm de altura x 1,5 cm de diã
37
metro.
4.2.2- MÉTODOS
4.2.2.1- SEPARAÇÃO DO TCRIO
DA URINA
a) Foi desenvolvido o método de mineralização úmida da urina com
ácido nítrico, ácido perclorico e ácido sulfúrico. Esta mineralização foi
feita da seguinte maneira:
Em um bequer colocou-se uma amostra de urina (25 ml) e adiciona
ram-se 15 ml de ácido nítrico concentrado, 2 ml de ácido perclorico 72% e
1 ml de ácido sulfúrico. A mistura foi aquecida em uma placa aquecedora até
evaporação quase total. Esta solução restante (cerca de 1 ml) foi utilizada
para determinação colorimétrica do tÕrio.
b) Foi feita, ainda, a mineralização da urina com ácidos nítrico,
sulfúrico e água oxigenada:
A uma amostra de urina (50 ml) adicionaram-se 15 ml de HNO^ coji
centrado, aquecendo-se esta mistura em banho de areia evaporando-se até re£
tar um volume de, aproximadamente, 10 ml.
A seguir adicionaram-se 2 ml de H 2 S O 4 concentrado, continuando o
aquecimento no banho de areia por cerca de 10 minutos.
Adicionaram-se, então, 2 ml de H 2 O 2 , 100 volumes, continuando o a
quecimento.
Obteve-se, desta forma, uma solução límpida e incolor, que foi u
til izada para a determinação colorimétrica de torio.
38
D
c) Um outro método examinado foi a separação do tõrio por coprecj^
pitação com hidróxido de aluminio. Este método foi desenvolvido de duas rna^
neiras: 3
c.l) Pelo método descrito por BAZZANO & GHERSINI , precipitando
-se inicialmente o tÓrio de 50 ml de urina com 2 ml de solução de amÕnia
concentrada, em um tubo de centrifuga.
Centrifugou-se a 4000 rpm por 10 minutos e desprezou-se o sobrena_
dante.
O resíduo foi aquecido com 5 ml de ácido sulfúrico concentrado,
por 5 minutos, em banho de areia.
Adicionou-se 1 ml de HgOg 100 volumes e aqueceu-se por mais 10 mj_
nutos.
Esfriou-se e diluiu-se a 50 ml com agua destilada.
Adicionaram-se 2 ml de sulfato de potássio e alumínio a 10% e ad^
cionou-se solução de amõnia concentrada até atingir pH 8, quando ocorre a
formação de precipitado floculoso branco de hidróxido de.aluminio.
Centrifugou-se a 4000 rpm por 10 minutos, desprezando-se o sobre
nadante.
O precipitado foi dissolvido com 3 ml de HCl 2M e esta solução
foi utilizada para a determinação colorimétrica.
C.2) Foi feita uma alteração no método anterior mineral izando-se
inicialmente a urina (50 ml) com 15 ml de HNO^ concentrado e aquecendo em
banho de areia até restar cerca de 10 ml.
Adicionaram-se 5 ml de H 2 S O 4 concentrado, continuando o aquecimeji
to e, a seguir, 2 ml de H 2 O 2 100 volumes.
Deixou-se esfriar e em seguida adicionaram-se 20 ml de água destj^
lada e 2 ml de solução de sulfato de potássio e aluminio a 10%. Adiciono^
-se então NH^OH até atingir pH 8.
Centrifugou-se a 4000 rpm e o precipitado foi dissolvido com 3 ml
de HCl 2M.
39
D
LJ
Com a finalidade de acompanhar o comportamento do tÕrio 23>»
nos processos de separação por precipitação utilizou-se traçador de Th. 231»
Adicionou-se o Th na amostra inicial e acompanharam-se todas as fases do
método retirando-se alíquotas de 3 ml que foram analisadas no espectrómetro
gama monocanal.
4.2.2.2- DETERMINAÇÃO COLORIMÉTRICA
DO TÕRIO
Para a determinação colorimétrica do tÕrio utilizou-se,
como reagente cromÓforo, o Thoron medindo-se a absorbancia em espectrocol^
rimetro com células de 2 cm. O Thoron forma complexo com o tÓrio em solução
ácida na proporção 1:2 tÓrio-Thoron,, com absorbancia máxima em relação ao
branco do reagente em 545 nm.
Para um volume final de 10 ml utilizou-se 1 ml de solu
ção aquosa de Thoron a 0,1%.
a) Determinação do espectro de absorção do complexo tÓrio-Thoron
Em um balão volumétrico de 10 ml adicionaram-se 30 yg
de tório, 1 ml de solução de Thoron a 0,1%, completando-se o volume com HCl
2M.
Fez-se uma prova branca colocando-se em um balão volume
trico de 10 ml, 1 ml de solução de Thoron a 0,1%, completando-se o volume
com HCl 2M.
Foram verificados os espectros de absorbancia no espe£
trocolorímetro, no espectrofotõmetro modelo 139 e no espectrofotõmetro mode
Io 356.
b) Determinação da curva de oalibração
Em balões volumétricos de 10 ml foram colocadas quanti
40
dades de 0,7 a 58 yg de torio, foi adicionado 1 mi de Thoron a 0,1% e com
pletou-se o volume com HCl 2M.
A leitura de absorbancia foi feita contra branao (Th£
ron e HCl) no espectrocolorímetro com células de 2 cm.
4.2.2.3- A P L I C A Ç Ã O DO M É T O D O .
O método utilizado para a determinação de torio em uri_
na consiste na mineralização úmida da urina com ácido nítrico, acido sulfú
rico e água oxigenada e determinação colorimétrica utilizando Thoron e medi_
da de absorbancia em espectrocolorímetro.
Desta maneira o método foi aplicado em amostras simuU
das, adicionando-se tório ã amostras de urina de individuos que não manu^
seiam compostos de tório.
n
41
5- RESULTADOS
5.1- IODO-131
5.1.1- DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA
DE CONTAGEM DO
ESPECTRÓMETRO GAMA
A tabela 5.1. mostra as atividades de Iodo-131 nas for
mas de Nal e Agl, que foram colocadas nos tubos de contagem e as respect^
vas contagens obtidas.
Dos resultados apresentados na tabela 5.1, a eficiência
de contagem média foi de 0,31 cpm/dpm, eficiência esta que foi utilizada pa
ra as correções das contagens.
5.1.2- DETERMINAÇÃO DO RENDIMENTO
DE SEPARAÇÃO DO MÉTODO
42
n
A tabela 5.2. apresenta as quantidades iniciais de 1 3 X
I, as quantidades finais e os rendimentos verificados.
A partir desses resultados calculou-se o rendimento me
dio de separação de iodo da urina, que foi de 83,3 ± 1,2%.
5.1.3- DETERMINAÇÃO DA CURVA
DE CALIBRAÇÃO
Com os resultados obtidos, tabela 5.3, construiu-se um
gráfico de contagem por minuto (cpm) obtida, em função da atividade adici£
nada (pCi). O gráfico 5.1. mostra que essa relação i linear.
5.1.4- ESCOLHA DA AMOSTRA DE URINA
A SER ANALISADA
Foram analisadas a primeira urina do dia e aquela de 8
horas (colhida durante as 8 horas de trabalho), de um mesmo indivíduo. Os
resultados são apresentados na tabela 5.4.
Foram analisadas amostras de urina durante uma semana
para verificar qual o dia da semana em que ocorre maior eliminação de I
nos indivíduos que trabalham em um mesmo ambiente. Os resultados são apre
sentados na tabela 5.5.
5.1.5- APLICAÇÃO DO MÉTODO
Os resultados obtidos em análises de urina de diversos
43
trabalhadores são apresentados na tabela 5.6.
A partir dos resultados de analises de urina de um mes^
mo trabalhador, em quatro semanas consecutivas, pode-se estimar a quantida_
de média eliminada. Na tabela 5.7. podem-se observar os nTveis encontrados
em amostras colhidas nas terças-feiras, de quatro indivíduos.
O
44
D
FORMA QUTMICA QUANTIDADE CONTAGEM EFICIÊNCIA DE 1 3 1
DO I ADICIONADA OBTIDA CONTAGEM
(pCi) (dpm) (cpm) (cpm/dpm)
186 413 130 0,31
1 31
Na I 372 826 255 0,31
930 2065 659 0,32
186 413 136 0,33
1 3 1
Ag I 372 826 249 0,30
930 2065 623 0,30
TABELA 5.1- RESULTADOS DA DETERMINAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE CONTAGEM
DO ESPECTRÓMETRO GAMA
Eficiência de contagem media = 0,31 ± 0,01 cpm/dpm
45
QUANTIDADE DE
^^^I ADICIONADA
(cpm)
76
153
166
280
396
QUANTIDADE
RECUPERADA
(cpm)
61
125
145
233
334
RENDIMENTO
( 55 )
80,3
81,7
87,3
83,2
84,2
TABELA 5.2- RESULTADOS DA DETERMINAÇÃO DO RENDIMENTO
46
QUANTIDADE INICIAL 1 3 1
DE I (pCi)
QUANTIDADE FINAL 1 31
DE I (cpm)
n
111
222
242
407
575
61 ± 4
125 ± 5
145 ± 5
233 ± 7
334 ± 8
TABELA 5.3- RESULTADOS DA CURVA DE CALIBRAÇÃO
47
D
pontagem por minuto
300
200
100
100 4 0 5Ó0 600 pc^-iaij
GRAFICO 5.1- CURVA DE CALIBRAÇAO DE DETERMINAÇÃO DE IODO-131 EM URINA
J •
48
1 3 1
CONCENTRAÇÕES DE I (pCi/litro)
n PRIMEIRA URINA DO DIA URINA DE 8 HORAS
L J
2852
5243
4505
1635
773
CONCENTRAÇÃO MEDIA
3002 pCi/1
777
7624
3151
883
3996
CONCENTRAÇÃO MEDIA
3286 pCi/1
1 3 1
TABELA 5.4- CONCENTRAÇÕES DE I EM DIFERENTES AMOSTRAS DE URINA
49
1 3 1
n DIA DA SEMANA CONCENTRAÇÕES DE I NA URINA
(pCi/litro)
INDIVIDUO A INDIVÍDUO B
LJ SEGUNDA-FEIRA
TERÇA-FEIRA
QUARTA-FEIRA
QUINTA-FEIRA
SEXTA-FEIRA
2302
11332
1996
1642
185
1835
6398
3774
1208
323
TABELA 5.5- CONCENTRAÇÕES DE IODO-131 EM AMOSTRAS DE URINA DE DIFERENTES
DIAS DA SEMANA
50
1 3 1 ,
CONCENTRAÇÕES DE I AMOSTRA
(pCi/litro)
1 321 ± 34 2 684 ± 42 3 895 ± 121 4 107 ± 11 5 141 ± 11 6 294 ± 16 7 434 ± 23 8 216 ± 17 9 19925 ± 703
10 10458 ± 3 7 3 11 2836 ± 116 12 2191 ± 94 13 343 ± 23 14 936 ± 96 15 222 ± 16 16 2151 ± 121 17 1024 ± 78 18 192 ± 19 19 162 ± 18 20 163 ± 13 21 304 ± 15 22 674 ± 33 23 425 ± 23 24 631 ± 28 25 918 ± 40 26 542 ± 26 27 379 ± 19 28 197 ± 16 29 106 ± 11 30 931 ± 104 31 601 ± 29 32 379 ± 22 33 718 ± 34 34 207 ± 66 35 408 ± 38 36 315 ± 29 37 3382 ± 190 38 284 ± 16 39 173 ± 33
TABELA 5.6- RESULTADOS DE DETERMINAÇÕES DE IODO-131 EM AMOSTRAS DE URINA
DE TRABALHADORES
51
CONCENTRAÇÃO DE ^ " l (pCiVütro)
INDIVIDUO A INDIVIDUO B INDIVIDUO C INDIVIDUO D
1¿ SEMANA
2- SEMANA
3^ SEMANA
4- SEMANA
321 ± 34
2191 ± 94
162 ± 18
197 ± 16
684 ± 42
343 ± 23
163 ± 13
106 ± 11
895 ± 121
936 ± 96
304 ± 15
931 ± 104
107 ± 11
222 ± 16
674 ± 33
601 ± 29
MEDIA
MENSAL
FRAÇAO DO
LIMITE
718
1.02
324
0,46
766
1,09
401
0,57
TABELA 5.7- VARIAÇÃO SEMANAL DE CONCENTRAÇÃO DE IODO-131 EM INDIVÍDUOS
DE UM MESMO LOCAL DE TRABALHO
52
5.2- T O RIO
5.2.1- DETERMINAÇÃO DO ESPECTRO DO
COMPLEXO TORIO-THORON
O espectro obtido no espectrofotõmetro modelo 356, de
250 nm a 800 nm é apresentado na figura 5.1. Verificou-se que o máximo de
absorbancia ocorre em comprimento de onda de 543 nm.
No espectrocolorímetro, o comprimento de onda no qual
se verificou maior absorbancia foi de 530 nm, conforme os resultados apr£
sentados na tabela 5.8.
No espectrofotõmetro modelo 139, observou-se maior ab
sorbancia entre os comprimentos de onda de 540 nm e 545 nm. Os resultados
são apresentados na tabela 5.9.
5.2.2- DETERMINAÇÃO D A CURVA
DE CALIBRAÇÃO
Os resultados da curva de calibração são apresentados
na tabela 5.10. Com estes resultados construiu-se o gráfico de absorbancia
do complexo formado em função da quantidade de tÕrio (yg) na urina. ( Gráfj^
CO 5.2.).
53
5.2.3- A P L I C A Ç Ã O DO M É T O D O
A tabela 5.11. mostra as quantidades adicionadas de t£
rio e as leituras de absorbancia. As quantidades de tõrio (yg) correspondeji
tes a esses valores de absorbancia foram determinadas por meio da curva de
calibração, e foram calculadas as porcentagens de recuperação de tõrio.
54
ABSORBANCIA
— I 1 1 1 i ( 1 1 1 » »— 800 700 600 500 400 300
COMPRIMENTO DE ONDA
nm
FIGURA 5.1- ESPECTRO DE ABSORBANCIA DO COMPLEXO TÜRIO-THORON
NO ESPECTROFOTÔMETRO PERKIN-ELMER MODELO 356
C O M P R I M E N T O D E O N D A
(nm)
5 5
A B S O R B A N C I A
5 3 0 0 , 1 9 3 8
5 3 5 0 , 1 8 0 5
5 4 0 0 , 1 6 1 2
5 5 0 0 , 1 0 7 9
T A B E L A 5.8- V A R I A Ç Ã O D E A B S O R B A N C I A D O C O M P L E X O T O R I O - T H O R O N E M V A R I O S
C O M P R I M E N T O S D E O N D A , N O E S P E C T R O C O L O R Í M E T R O E - 1 0 0 9
5 6 u
C O M P R I M E N T O D E O N D A A B S O R B A N C I A
(nm)
5 2 0 0 , 1 9 3 8
- 5 3 0 0 , 2 0 7 6
5 3 5 0 , 2 1 4 7
5 3 7 0 , 2 1 4 7
5 3 8 0 , 2 1 8 3
5 3 9 0 , 2 2 1 9
5 4 0 0 , 2 2 1 9
541 0 , 2 2 1 9
5 4 3 0 , 2 2 1 9
, 5 4 5 0 , 2 2 1 9
p 547 0 ,2147
— 5 5 0 0 , 2 0 0 7
T A B E L A 5.9- V A R I A Ç Ã O D A A B S O R B A N C I A D O C O M P L E X O T O R I O - T H O R O N E M V A R I O S
C O M P R I M E N T O S D E O N D A , N O E S P E C T R O F O T Ô M E T R O M O D E L O 1 3 9
57
QUANTIDADE DE TORIO
( y g )
ABSORBANCIA
0,7 0
1,4 0,0044
2,9 0,0088
5.8 0,0338
11,6 0,0783
23.2 0,1611
29,0 0,2076
58,0 0,4145
TABELA 5.10- RESULTADOS DA CURVA DE CALIBRAÇÃO, NO ESPECTROCOLORIMETRO
E-1009. EM COMPRIMENTO DE ONDA DE 530 nm; COM CÉLULAS
DE 2 cm
5 8
n
0.40f
0,30 -
G R A F I C O 5.2- C U R V A D E C A L I B R A Ç A O D A D E T E R M I N A Ç Ã O C O L O R I M É T R I C A D E T O R I O
C O M T H O R O N , N O E S P E C T R O C O L O R Í M E T R O E - 1 0 0 9
n
59
QUANTIDADE
ADICIONADA
DE TORIO
(ug)
5.8
11.6
23,2
ABSORBANCIA
0,0362
0,0630
0,1367
QUANTIDADE
FINAL
DE TORIO
(yg)
4,8
9,7
19,8
RECUPERAÇÃO
82,7%
83,6%
85,3%
TABELA 5.11- RESULTADOS DE ANALISES DE TORIO EM AMOSTRAS DE URINAS
SIMULADAS
J •
60
L)
U
6- DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
E CONCLUSÕES
6.1- IODO-131
Ensaiamos inicialmente o método de separação do iodo
por extração com solvente, utilizando-se tetracloreto de carbono, da seguiji
te maneira:
A uma amostra de urina (500 ml) adicionou-se carregador
de iodo na forma de iodeto (10 mg). Para se assegurar de que todo o iodo
da amostra estava na mesma forma quTmica, utilizou-se como agente redutor o
bissulfito de sódio IN (2 ml) em meio acido (HCl 6N).
O carvão ativo não retém iodeto mas retém glicose, subs^
tâncias fosfatadas, substâncias nitrogenadas, ácido úrico, creatinina, u 12
réia, pigmentos . Com a finalidade de remover as substancias que poderiam
interferir na análise, a amostra foi percolada através de uma coluna de cajr
vão ativo de 60 mesh, de 0,8 cm de diâmetro e 10 cm de altura.
Adicionou-se então, solvente orgânico (5 ml de CCl^) e
n 61
J nitrito de sõdio (3 ml de NaN02 IN). O nitrito i oxidante fraco e o iodeto
~| é oxicTado a iodo (Ig)- Por agitação o foi dissolvido no CCl^ que, em se
^ guida, foi separado da fase aquosa. Repetiu-se esta extração três vezes e a
amostra restante foi desprezada.
O iodo (Ig) presente no CCl^ foi reduzido a iodeto (!')
pela adição de bissulfito de sÕdio (2 ml de solução IN) e, em seguida, ex
J traído na fase aquosa pois ê insolúvel em CCl^. Esta extração foi realizada
r-| três vezes obtendo-se 6 ml de fase aquosa, contendo o iodo da amostra, que
^ foi recolhido em tubo de contagem,
J A detecção do Iodo-131 foi feita em espectrómetro gama
n monocanal.
O rendimento de separação foi baixo (aproximadamente
10%) e não se conseguiram resultados reprodutíveis.Por este motivo o método
~| não pôde ser aplicado em análises de urina.
D U
Ensaiou-se, então, o método de separação do iodo por
precipitação na forma de iodeto de prata, por meio de adição de cloreto de
prata.
Este método apresentou bom rendimento de separação ( a
proximadamente 80% ), além de ser simples, utilizar reagentes e equipameji
tos comuns, ser seletivo, rápido e reprodutível. Portanto, mostrou-se um mé
todo adequado para ser utilizado em programa de monitoração de trabalhado
res que manuseiam compostos de Iodo-131.
6.1.1- ESCOLHA DA AMOSTRA DE URINA
A SER ANALISADA
Os resultados apresentados na tabela 5.4 mostram que a
n
62
diferença entre as concentrações de Iodo-131 na primeira urina do dia e na
urina de 8 horas do mesmo dia pode ser significativa. Entretanto, cotejand£
-se as concentrações medias essa diferença desaparece.
Pelos resultados da tabela 5.5 verifica-se que há uma
variação nas concentrações de urina nos diversos dias da semana, existindo
dia (terça-feira) em que e eliminada maior quantidade de Iodo-131.
Portanto, para se estabelecer um programa de monitora^
ção, é necessário um estudo preliminar do laboratorio em questão para esta
belecer se deve ser analisada uma amostra por semana, somente nos dias em
que hã maior eliminação ou, quando não houver rotina sistemática, se deve
ser analisada a amostra colhida durante uma semana.
Por conveniência, a coleta de urina deve ser feita d\¿
rante as 8 horas de trabalho. No caso de coleta durante uma semana, para a
avaliação da concentração, admitir-se-ã que todo o Iodo-131 foi incorpora
do no primeiro dia da coleta. Se se optar por uma anãli se semanal, a amo£
tra será colhida no dia crTtico para este ambiente e a concentração obtida
será considerada como a média na semana.
6.1.2- ESTUDO DE CASOS DE
CONTAMINAÇÃO CRÔNICA
O limite de 700 pCi/litro foi deduzido considerando- se
uma carga corporal constante durante o ano.
O fato de que diversas amostras de urina tenham super£
do este valor (tabela 5.6.) não significa que o trabalhador tenha ultrapa£
sado os limites de dose estabelecidos pelas normas. Como se observa na tabe
Ia 5.7, um valor acima de 700 pCi/litro, em um dia, pode não significar
63
média mensal acima dos limites, sempre que, nas semanas subsequentes o fato
seja corrigido. Do ponto de vista de Proteção Radiológica é necessário asse
gurar que a concentração média anual não ultrapasse os limites de dose.
Avaliar a carga corporal em função da concentração na JJ
rina no dia de máxima eliminação e até nos cinco dias de trabalho semanal,
proporciona uma sobreestimação da dose recebida pelo trabalhador, o que p£
de ser considerado aceitável do ponto de vista de proteção radiológica. Po
rém, quando os valores resultantes desta avaliação se aproximam do limite,
é necessário aprofundar os estudos com a finalidade de determinar as doses
reais e os procedimentos que dão origem a essas doses.
A monitoração do ar na área de trabalho e as medidas de
Iodo-131 na tireoide dos indivíduos podem fornecer informações necessárias
para uma melhor avaliação da dose real recebida por estes indivíduos, em á
reas onde a possibilidade de superar o limite de dose e alto.
Além disso, para se estimar a dose por contaminação i£
terna recebida pelo trabalhador é necessária uma avaliação conjunta dos da
dos obtidos na urina e na tireoide, determinando-se a carga corporal por
meio de um estudo de função de excreção pela análise compartimentai.
Na tabela 6.1 se observam as doses máximas e médias a.
nuais recebidas pelos trabalhadores dos laboratórios do lEA, por radiação
externa. Esses dados mostram que as doses recebidas pelos trabalhadores do
laboratório em estudo, apesar de não superarem os limites de dose, mantém
-se altas quando comparadas com outros centros, o que exige a implantação
de contra medidas efetivas de proteção radiológica. Neste sentido, o lEA
construiu instalações para o processamento de material radioativo com tecno
logia moderna, que permite predizer que, no decurso deste ano, as doses re
cebidas pelos trabalhadores serão reduzidas significativamente. A partir de
março do corrente ano iniciou-se a transferência do laboratório para novas
64
U
D O S E M A X I M A A N U A L
(mrem) % DO L I M I T E D E D O S E
D O S E M E D I A A N U A L
(mrem) % DO L I M I T E D E D O S E
'<3
CEQ/AUT
CPMR
CPRD/AMD
COURP/AOMR
lEA
177
2762
44
967
2762
3,5
55,0
0,9
19,3
55,0
86
662
37
362
209
1,7
13,2
0,7
7,2
4,2
TABELA 6.1- DOSES ANUAIS (RADIAÇÃO EXTERNA) RECEBIDAS PELOS TRABALHADORES
DO lEA NO ANO DE 1977
C E Q / A U T = C E N T R O D E E N G E N H A R I A Q U T M I C A - A R E A D E U R A N I O E T O R I O
C P M R = C E N T R O D E P R O C E S S A M E N T O D E M A T E R I A L R A D I O A T I V O
C P R D / A M D = C E N T R O D E P R O T E Ç Ã O R A D I O L Ó G I C A E D O S I M E T R Í A - A R E A D E M A T E R I A L
D O S I M E T R I C O
C O U R P / A O M R = C E N T R O D E O P E R A Ç Ã O E U T I L I Z A Ç Ã O D O R E A T O R D E P E S Q U I S A - A R E A
D E O P E R A Ç Ã O E M A N U T E N Ç Ã O D O R E A T O R
65
instalações, esperando-se que a partir de agosto todas as necessidades de
produção de material radioativo estejam localizadas no novo centro.
6.2- TÕRIO
Foram desenvolvidas técnicas de determinação de tõrio
em urina que poderiam ser adaptadas ãs nossas condições.
Tentou-se a mineralização da urina com ácido perclÕr^
CO, ácido nTtrico e ácido sulfúrico; ácido sulfúrico e água oxigenada;ácido
nTtrico, ácido sulfúrico e água oxigenada. Os melhores resultados foram o^
tidos com ácido nTtrico, ácido sulfúrico e água oxigenada, obtendo-se uma
solução límpida e incolor, que pode ser utilizada em determinação colorimé
trica.
A separação do tÕrio por coprecipitação com hidroxido 3
de alumínio, proposto por BAZZANO & GHERSINI, não foi possTvel, pois, acom
panhando-se as etapas com traçador, verificou-se que o tÕrio não precipita
com hidróxido de amonio na etapa inicial. Verifica-se formação de precipita
do branco, a mineralização deste precipitado é simples, mas praticamente to
do o tõrio fica no sobrenadante.
Eliminou-se então esta etapa de precipitação com hidrõ
xido de f.mõnio, mineralizando a urina e copreci pi tando o tório com hidrÓxJ_
/ do de alumínio. Esta separação foi boa e utilizando-se traçador verificoiu
1 ^ -se que o rendimento de separação de tório da urina é de 90%. Entretanto,
este método não pôde ser utilizado para a determinação colorimétrica com
Thoron, pois, o alumínio, nessa quantidade utilizada, interfere na reação
do tório com Thoron impedindo a formação do complexo.
Portanto, foi utilizada para a determinação colorimétri
66
r o ca a solução obtida da mineralização da urina com ãcidos nTtrico e sulfOrj_
~i CO e água oxigenada, Este método foi aplicado a amostras simuladas comparaji
^ do-se com amostras de urina sem tório, A recuperação do tõrio foi satisfató
ria, de aproximadamente 80%.
~j Para a determinação colorimétrica utilizou-se como rea_
gente cromÓforo o Thoron (Thorin, Thoronol, Naphtarson ou APANS), que é o
sal dissódico do acido orto (2 hidroxi-3,6 dissulfo-1 naftil azo) benzeno
P, arsênico. E um agente bastante especifico para o tório e as condições de
reação não são muito criticas, formando complexo em pH ãcido (aproximadameji
~] te 0,5). Existem outros reagentes mais sensiveis do que o Thoron, como por
exemplo o morin, mas menos seletivos, pois, quaisquer traços de elementos
comuns, como ferro, aluminio, interfere na reação; ou outros, como Eriochro^
'(-, me Black T, Calmagite, Chrome Azurol S, que exigem condições de analise muj_
to criticas e sofrem interferência de traços de substâncias orgânicas.
J Para a leitura de absorbancia utilizou-se o espectroc£
-) lorimetro Metrohm Herisau-E 1009 e células de 2 cm.
P-, Considerando-se que os nTveis de tório na urina que se
^ espera encontrar nos trabalhadores da usina de purificação de tório do lEA,
'1 em operação normal, estão abaixo dos limites de sensibilidade desta têcnj_
ca, este método para a determinação de tÓrio em urina deve ser modificado
no sentido de se obter maior especificidade, desenvolvendo-se técnicas de
separação do tõrio e maior sensibilidade, como por exemplo, utilizando-se
^ células de 4 cm para as leituras de absorbancia.
Estes pontos devem ser considerados com prioridade, na
medida em que o tório se constituir, dentro do contexto energia, num dos
mais importantes elementos, o que certamente ocorrera quando sua tecnologia
se desenvolver satisfatoriamente.
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